第3、4节 波的干涉和衍射 多普勒效应及其应用 (强基课———逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.通过实验,了解波的干涉与衍射现象。 2.通过实验,认识多普勒效应。 3.能解释多普勒效应产生的原因。 4.能列举多普勒效应的应用实例。 1.了解波的叠加原理,掌握波的干涉现象及产生的条件。 2.知道波的衍射现象和发生明显衍射的条件。 3.能根据波的干涉条件、发生明显衍射的条件解释相关现象。 4.定性解释多普勒效应产生的原因。 5.了解生活中常见的多普勒效应现象及其应用。 逐点清(一) 波的叠加原理、波的干涉现象 [多维度理解] 1.波的叠加原理 (1)波的独立传播特性:波在相遇时仍然能够保持各自原有的 继续传播,相遇的波一旦脱离接触又会恢复原来的运动特征继续传播。 (2)波的叠加原理:在相遇的区域里,介质中的质点同时参加相遇的波列的振动,质点的位移等于相遇波列单独存在时在该处引起的位移的 。 2.波的干涉 (1)定义:振动频率和振动方向相同的两列波叠加后,振动加强和振动减弱的区域互相 、稳定分布的现象。 (2)干涉图样:波的 中所形成的图样,如图所示。 (3)干涉条件: 和 方向相同的波。 (4)一切波都能发生干涉,干涉是波特有的现象。 3.关于干涉的条件 (1)波的叠加是无条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。但稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列同类的波,并且波的频率相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定。 (2)如果两列波的频率不相等,在同一种介质中传播时其波长就不相等,这样不能形成稳定的振动加强点和减弱点。因此我们就看不到稳定的干涉图样,只能是一般的振动叠加现象。 4.干涉图样的特征 (1)加强区和减弱区的位置固定不变。 (2)加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。 (3)加强区与减弱区互相间隔。 5.振动加强点与振动减弱点的判断方法 6.驻波 (1)定义:两个能产生干涉的波源发出 相同的两列波,在同一直线上沿 方向传播,由于叠加而形成的波称为驻波。 (2)波节和波腹:驻波上有些点 ,称为波节;有些点 ,称为波腹。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)两列波相遇后各自的振动特征会受到影响。 ( ) (2)在两列波重叠的区域里,任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍。 ( ) (3)两列波叠加时,质点的位移一定增大。 ( ) (4)在操场上不同位置听到学校同一喇叭的声音大小不同,是声波的干涉现象。 ( ) (5)两列频率不同的水波不能发生波的干涉现象。 ( ) 2.(2025·福建南安阶段练习)(双选)两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示, 图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷,此时 ( ) A.P、M连线为振动加强区 B.P、M连线中点速度大小为0 C.P、M、Q、N四点速度大小均为0 D.再经过半个周期,Q、N两点振动加强 3.(2024·江西高考)如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为6 300 m/s。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是 ( ) A.振动减弱;d=4.725 mm B.振动加强;d=4.725 mm C.振动减弱;d=9.45 mm D.振动加强;d=9.45 mm 4.如图所示,在均匀绳介质中,A、B是两个波源,A做简谐运动的表达式为xA=2sin(40πt)m,B做简谐运动的表达式为xB=3sin(40πt)m,均匀绳介质中M点与A、B两波源间的距离分别为6 m和10 m,两波源形成的简谐横波分别沿AM、BM方向传播,波速都是40 m/s。求: (1)简谐横波的周期和波长; (2)判断M点是否为振动加强点,若是求出其振幅,若不是请说明理由; (3)A、B之间有几个振动加强点 (A、B点除外) 逐点 ... ...
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